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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist eine „Continuation-in-Part"-Anmeldung der Vorgängeranmeldung, welche
die Serien-Nr. 10/848,074 trägt
und am 19. Mai 2004 eingereicht wurde. Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Wärme
ableitende Vorrichtung, und insbesondere einen Zentrifugallüfter, um
den Luftflussdruck zu erhöhen
und zu stabilisieren.
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In 1 schließt ein herkömmliches Gebläse 1 einen
Rahmen 10, einen Motor 11, ein Gebläserad 12 und
eine Abdeckung 13 ein. Der Rahmen 10 schließt eine Öffnung 101 als
einen Luftauslass ein, und die Abdeckung 13 weist eine
kreisförmige Öffnung 131 als
einen Lufteinlass auf. Der Weg von dem Lufteinlass zu dem Luftauslass
bildet einen Luftflussdurchgang. Der Motor 11 ist auf einer
Basis 102 des Rahmens 10 angeordnet, um das Gebläserad 12 anzutreiben.
Das Gebläserad 12 schließt eine
Nabe 121, eine ringförmige
Platte 122 und eine Vielzahl von Blättern 123 auf, die
auf der oberen Seite und der unteren Seite der ringförmigen Platte 122 angeordnet sind,
und umfänglich
um die Nabe 121 herum angeordnet sind.
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Da
jedoch die Luft direkt in Richtung der Blätter fließt und es einen großen Zwischenraum
zwischen den Blättern
der Oberseite und den Blättern der
Unterseite gibt, wird die Luftflussrate plötzlich erhöht, wobei eine hohe Belastung
der Blätter
induziert und die Rotationsgeschwindigkeit verringert wird, und
es schwer ist, die Richtung des Luftflusses zu steuern, was dazu
führt,
dass ein umgekehrter Luftfluss bewirkt wird und die Wärmeableitleistung
verringert wird.
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Weiter
weisen einige herkömmliche
Gebläse eine
Vielzahl von Rippen auf, die auf dem Lufteinlass oder -Auslass gelegen
sind, um die Struktur des Gebläses
zu verstärken.
Jedoch können
die Rippen keine Luftleitfunktion bereitstellen oder den umgekehrten
Luftfluss verhindern, und werden zu einem Hindernis in dem Luftflussfeld
des Gebläses.
Daher ist es nicht möglich,
die Wärmeableitleistung
zu erhöhen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung schließt die
Wärme ableitende
Vorrichtung ein Gehäuse
mit mindestens einer Öffnung
und einen Rotor ein, der in dem Gehäuse angeordnet ist und einen
ersten Satz von Blättern
aufweist, wobei das Gehäuse
eine Seitenwand, die sich von der Öffnung erstreckt, und eine Vielzahl
von Luftleitelementen aufweist, die entlang der Seitenwand angeordnet
sind, um einen Strahldruck eines Luftflusses zu erhöhen, der
durch die Wärme
ableitende Vorrichtung hindurchgeht.
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Das
Gehäuse
weist weiter einen ersten Rahmen, der mit einer Basis versehen ist,
um den Rotor zu tragen, und einen zweiten Rahmen auf, der mit dem
ersten Rahmen verbunden und mit der Öffnung versehen ist, wobei
sich die Seitenwand von einem Rand der Öffnung nach innen erstreckt,
um eine Luftsammelkammer in dem Gehäuse zu definieren.
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Die
Seitenwand weist an einem Ende davon einen Flansch auf, der sich
radial erstreckt, um einen Eingang der Luftsammelkammer zu definieren,
und jedes der Blätter
weist ein Ende auf, das sich in Richtung des Eingangs der Luftsammelkammer
erstreckt, um den Luftfluss in die Luftsammelkammer zu leiten. Die
Luftsammelkammer überlappt
einen Luftdurchgang durch den Rotor entlang einer Achse der Wärme ableitenden
Vorrichtung in der Höhe
teilweise oder vollständig.
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Zusätzlich weist
der zweite Rahmen einen sich erweiternden Abschnitt auf, der in
einer inneren Oberfläche
davon gebildet ist und sich nach innen erstreckt, um einen axial
komprimierten Luftdurchgang in dem Gehäuse zu bilden.
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Bevorzugt
weist der zweite Rahmen einen Träger
auf und die Vielzahl von Luftleitelementen sind zwischen der Seitenwand
und dem Träger
angeordnet.
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Bevorzugt
weist die Basis des ersten Rahmens eine Lagerröhre auf, die auf der Basis
gebildet ist, um es zu ermöglichen,
dass ein Lager darin angeordnet wird, und der Träger des zweiten Rahmens nimmt
ein anderes Lager auf, um zusammen eine Welle des Rotors zu tragen
bzw. zu lagern.
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Weiter
schließt
der Rotor eine Nabe und eine Basis ein, um es den Blättern zu
ermöglichen,
sich von einem äußeren Rand
der Nabe abwärts
zu einer Oberfläche
der Basis zu erstrecken.
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Bevorzugt
schließt
der Rotor weiter einen zweiten Satz von Blättern ein, der auf der Oberfläche der
Basis angeordnet ist, und der erste und der zweite Satz von Blättern sind
alternierend angeordnet.
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Bevorzugt
ist ein erster Satz der Vielzahl von Luftleitelementen zwischen
der Seitenwand und dem Träger
verbunden, und ein zweiter Satz der Vielzahl von Luftleitelementen
weist gegenüberliegende
Enden, die jeweils mit der Seitenwand und dem Träger verbunden sind, und eine
diskontinuierliche Struktur auf, um freie Enden zu bilden, wobei
der erste und der zweite Satz der Vielzahl von Luftleitelementen
alternierend angeordnet sind.
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Alternativ
ist ein erster Satz der Vielzahl von Luftleitelementen zwischen
der Seitenwand und dem Träger
verbunden, ein zweiter Satz der Vielzahl von Luftleitelementen weist
ein Ende, das mit der Seitenwand verbunden ist, und ein freies Ende
auf, und ein dritter Satz der Vielzahl von Luftleitelementen weist ein
Ende, das mit dem Träger
verbunden ist, und ein freies Ende auf, wobei der erste, der zweite
und der dritte Satz der Vielzahl von Luftleitelementen alternierend
angeordnet sind.
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Bevorzugt
ist die Vielzahl von Luftleitelementen als Streifen-, Platten-,
gekrümmte,
geneigte bzw. schräge
oder Flügelstrukturen
geformt.
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Weiterhin
schließt
die Wärme
ableitende Vorrichtung einen anderen Satz von Luftleitelementen
auf, die auf einer anderen Öffnung
angebracht sind, um den Luftfluss abzulassen oder einzulassen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Die
vorliegende Erfindung wird vollständiger verstanden werden, indem
die nachfolgende detaillierte Beschreibung und die Beispiele gelesen
werden, wobei auf die begleitende Zeichnung Bezug genommen wird,
wobei:
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1 eine
Explosionsansicht eines herkömmlichen
Gebläses
ist;
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2A eine
Explosionsansicht einer Wärme ableitenden
Vorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2B eine
perspektivische Ansicht einer Wärme
ableitenden Vorrichtung von 2A ist, nachdem
sie zusammengesetzt worden ist;
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2C eine
Schnittansicht der Wärme
ableitenden Vorrichtung von 2A ist,
nachdem sie zusammengesetzt worden ist;
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3A~3D sind
die Aufsichten einer Auswahl von Luftleitelementen in der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht einer Wärme ableitenden Vorrichtung
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer Wärme ableitenden Vorrichtung
gemäß einer
weiteren anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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6 zeigt
den Vergleich zwischen Luftflussvolumen und -Druck zwischen dem
herkömmlichen
Gebläse
von 1 und der Wärme
ableitenden Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, die in 2A gezeigt
ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Nehmen
sie bitte Bezug auf die 2A~2C,
welche die erste Ausführungsform der
Wärme ableitenden
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigen. Die Wärme ableitende
Vorrichtung wird beispielhaft durch einen Zentrifugallüfter gezeigt,
der ein einseitig ansaugendes Gebläse (single-suction blower)
ist. Der Auslegungsweg bzw. die -Weise der vorliegenden Erfindung
kann auch auf Axiallüfter
angewendet werden. Die Wärme
ableitende Vorrichtung schließt
ein Gehäuse,
das durch einen ersten Rahmen 21 und einen zweiten Rahmen 22 gebildet
wird, eine Antriebsvorrichtung 23, eine Metallhülle 24 und
einen Rotor 25 ein.
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Der
erste Rahmen 21 schließt
eine Basis mit einer Lagerröhre 211 zum
Aufnehmen und Tragen der Antriebsvorrichtung 23 ein, und
die Lager 231 sind innerhalb der Lagerröhre 211 angebracht,
um eine rotierende Welle 27 des Rotors 25 zu tragen bzw.
zu lagern. Der zweite Rahmen 22 schließt einen Lufteinlass 221 und
eine Seitenwand 222 ein, die sich von einem inneren Rand
des Lufteinlasses 221 abwärts erstreckt. Wenn der erste
Rahmen 21 und der zweite Rahmen 22 zusammengesetzt
sind, wird ein Raum innerhalb der Wärme ableitenden Vorrichtung
gebildet und kann durch die Seitenwand 222 in eine Luftsammelkammer 26 und
eine Abteilung aufgeteilt werden, um den Rotor 25 darin
aufzunehmen. Ein Luftauslass 212 ist gleichzeitig auch
gebildet, wie in 2B gezeigt. Ein Flansch 223 erstreckt
sich radial von der Unterseite der Seitenwand 222, um einen
Eingang 261 der Luftsammelkammer 26 zu definieren.
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Der
Rotor 25 schließt
eine Nabe 251, eine Basis 252, die sich radial
von dem unteren Ende der Nabe 251 erstreckt, einen ersten
Satz von Blättern 253 und
einen zweiten Satz von Blättern 254 ein,
und wird von der Antriebsvorrichtung 23 angetrieben, die in
die Nabe 251 gekoppelt ist. Der erste und der zweite Satz
von Blättern 253, 254 sind
gekrümmte
Blätter, die
jeweils auf der Basis 252 angeordnet sind, und jedes Blatt
weist ein Ende auf, das sich in Richtung des Eingangs 261 der
Luftsammelkammer 26 erstreckt, wobei der erste Satz von
Blättern
sich von dem äußeren Rand
der Nabe 251 abwärts
zu der Oberfläche der
Basis 252 erstreckt. Der erste und der zweite Satz von
Blättern
sind alternierend angeordnet, wie in 2A gezeigt.
Sicherlich schließen
die Größe, Form
und Anordnung der Blätter
die in 2A gezeigten ein, sind aber
nicht darauf beschränkt;
zum Beispiel sind der erste und der zweite Satz von Blättern auf-
und absteigend (up-and-down) angeordnet. Die Nabe 251,
die Basis 252 und die Blätter 253, 254 können einstückig als
ein monolithisches Teil durch Spritzguss gebildet werden.
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Der
zweite Rahmen 22 weist weiter einen Träger 224 auf, der auf
dem Lufteinlass angebracht ist, und eine Vielzahl von Luftleitelementen 225 ist zwischen
dem Träger 224 und
der Seitenwand 222 angeordnet, um den Strahldruck der Wärme ableitenden
Vorrichtung zu erhöhen.
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Wenn
der Rotor 25 rotiert, wird der Luftfluss in den Lufteinlass 221 eingelassen,
geht durch die Luftleitelemente 225 und die Blätter 253, 254 durch, und
wird mittels des Eingangs 261 in die Luftsammelkammer 26 geleitet.
In der Luftsammelkammer 26 wird der Luftfluss allmählich gesammelt
und bei einem hohen Druck mittels des Auslasses 221 davon zur
Außenseite
abgelassen, was die plötzliche
Veränderung
des Luftflussdrucks verhindern kann. Daher geht der Luftfluss nacheinander
durch den Lufteinlass 221, die Luftleitelemente 225,
die Blätter 253, 254 und
den Eingang 261 der Luftsammelkammer 26 hindurch.
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Da
sich die Seitenwand 222 von dem inneren Rand des Lufteinlasses 221 abwärts erstreckt
und die Luftsammelkammer 26 von dem Rotor 25 trennt, und
die Größe des Luftauslasses 212 verringert
ist, wird die Zeitdauer der Luftfluss-Druckbeaufschlagung durch
den Rotor 25 erhöht,
so dass die Variation bzw. Schwankung in dem Luftflussdruck stabilisiert
wird.
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Weiter,
da die Höhe
der Luftsammelkammer 26 teilweise oder vollständig die
des Flussdurchgangs durch den Rotor 25 und die Luftleitelemente 225 in
der axialen Richtung überlappt,
kann der eingenommene Raum des Zentrifugallüfters minimiert werden. Die
Querschnittsfläche
der Luftsammelkammer 26 ist in der Größe im Wesentlichen gleich der des
Luftauslasses 212, so dass sich ein Luftfluss konstant
und stabil innerhalb der Luftsammelkammer 26 und des Luftauslasses 212 bewegt,
um einen Arbeitsverlust zu verhindern.
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Andererseits
nimmt die vorliegende Erfindung eine zweiseitig motorbefestigte
(two-side motor fixed) Auslegung an, wie in 2C gezeigt,
wobei das Lager 231 in der Lagerröhre 211 angebracht
ist und das andere Lager 232 in dem Träger 224 des zweiten
Rahmens 22 angebracht ist, um die Welle 27 des
Rotors 25 zusammen zu lagern, um die Stabilisierung des
Zentrifugallüfters
beim Hochgeschwindigkeitsbetrieb bereitzustellen und die Vibration
zu beseitigen.
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Zusätzlich weist
der zweite Rahmen einen sich erweiternden Teil 29 auf,
der in einer Innenseite davon gebildet ist, und sich axial in Richtung
des ersten Rahmens erstreckt, um einen axial komprimierten Luftflussdurchgang
in dem Gehäuse
zu bilden, wie in 2A gezeigt.
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Wie
in den 2A~2C gezeigt,
sind die Vielzahl von Luftleitelementen 225, die auf dem
zweiten Rahmen 22 angebracht sind, zwischen dem Träger 224 und
der Seitenwand 222 verbunden und ähnlich denen der Blätter wie
Flügelstrukturen
geformt. Zusätzlich
können
die Luftleitelemente 225 als Streifen- oder Plattenstrukturen
gebildet sein, die zwischen dem Träger 224 und der Seitenwand 222 verbunden
sind, wie in 3A gezeigt. Alternativ sind die
Vielzahl von Luftleitelementen 225 in zwei verschiedene
Teile aufgeteilt; einige sind als Streifenstrukturen 225a geformt,
die zwischen dem Träger 224 und
der Seitenwand 222 verbunden sind, und andere sind diskontinuierliche
Strukturen 225b mit zwei Enden, die jeweils mit dem Träger 224 und
der Seitenwand 222 verbunden sind, aber freie Enden in deren
Mitte aufweisen, wobei die Streifenstrukturen 225a und
die diskontinuierlichen Strukturen 225b alternierend oder
zufällig
angeordnet sind, wie in 3B gezeigt.
Noch alternativer sind die Vielzahl von Luftleitelementen 225 in
drei verschiedene Teile 225a, 225b, 225c aufgeteilt;
die Luftleitelemente 225a sind zwischen dem Träger 224 und
der Seitenwand 222 verbunden; jedes der Luftleitelemente 225b weist
ein Ende auf, das mit der Seitenwand 222 verbunden ist,
und ein gegenüberliegendes
Ende davon ist ein freies Ende; und jedes der Luftleitelemente 225c weist
ein Ende auf, das mit dem Träger 224 verbunden
ist, und ein gegenüberliegendes
Ende davon ist ein freies Ende, wobei die Luftleitelemente 225a, 225b, 225c alternierend
angeordnet sind, wie in 3C gezeigt.
In 3D sind die Luftleitelemente 225 zwischen
dem Träger 224 und
der Seitenwand 222 verbunden und weisen gekrümmte Formen
mit schrägen
Winkeln auf.
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Die
vorstehend beschriebenen Luftleitelemente 225 können auf
dem Lufteinlass angeordnet sein, aber andere ähnliche Luftleitelemente 28 können auch
auf dem Luftauslass 212 angebracht sein, wie in 4 gezeigt.
Die Anzahl, Form und Anordnung der Luftleitelemente kann gemäß der tatsächlichen
Anwendung modifiziert oder ausgewählt werden. Zusätzlich,
wenn der Aspekt der vorliegenden Erfindung auf ein umgekehrtes Gebläse (upside-down
blower), ein zweiseitig ansaugendes Gebläse (two-suction blower) oder
einen Axiallüfter
angewendet wird, können
die Luftleitelemente 225 auf einem der Lufteinlässe oder
beiden angeordnet werden, wie dem, der in 5 gezeigt
wird.
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Schließlich nehmen
sie bitte Bezug auf 6, welche den Vergleich des
Luftflussdrucks und -Volumens des Zentrifugallüfters der Erfindung, der in 2A~2C gezeigt
ist, und denen des herkömmlichen
Gebläses
von 1 zeigt. Diese Figur kann demonstrieren, dass
der Luftflussdruck und das -Volumen des Zentrifugallüfters der
Erfindung durch die Luftleitelemente und die Luftsammelkammer deutlich
erhöht
werden können.
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Gemäß der vorstehenden
Beschreibung verwendet die vorliegende Erfindung die Seitenwand und
den Flansch, der sich von dem inneren Rand des Lufteinlasses erstreckt,
um eine Luftsammelkammer oder einen Luftspeicher in dem Gehäuse der
Wärme ableitenden
Vorrichtung zu definieren, um die Druckbeaufschlagung der Luft zu
verlängern,
die durch die Rotorblätter
hindurchgeht, um die schnelle Änderung des
Luftdrucks zu verhindern. Auf der anderen Seite kann durch die Luftleitelemente
der Strahldruck deutlich erhöht
werden, wodurch seine Leistung und Wärmeableitungseffizienz verbessert
werden.
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Obwohl
die Erfindung in Verbindung damit beschrieben worden ist, was derzeit
als die praktischste und am meisten bevorzugte Ausführungsform
angesehen wird, soll verstanden werden, dass die Erfindung nicht
auf die offenbarten Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern im Gegenteil dazu gedacht ist, vielfältige Modifikationen
und äquivalente
Anordnungen aufzunehmen, die in dem Wesen und Schutzumfang der angefügten Ansprüche eingeschlossen
sind.